光纤通信系统及设计42页PPT.pptVIP

第6章光纤通信系统及设计 6.1IMDD数字光纤通信系统设计 6.1.1总体设计考虑 数字光纤通信系统一般采用强度调制、直接检波的方 式,即M-DD方式。任何复杂的通信系统,其基本单元都 是点到点的传输链路。它包括三大部分,即光发送机,光 接收机和光纤线路。每一部分都涉及许多的光电器件,所 以对链路的设计是一个复杂的工作,而每个元器件的选择 都要经过若干次的反复。这里仅对原则性的问题作一下介 绍。 第6章光纤通信系统及设计 光纤通信系统的基本要求有以下几点: (1)预期的传输距离。 (2)信道带宽或码速率。 (3)系统性能(误码率,信噪比)。 为了达到这些要求,需要对以下一些要素进行考虑 光纤:需要考虑选用单模还是多模光纤,需要考虑的设计参数有 纤芯尺寸、纤芯折射率分布、光纤的带宽或色散特性、损耗特性。 光源:可以使用LED或LD,光源器件的参数有发射功率、发射波 长、发射频谱宽度等。 检测器:可以使用PN组件或APD组件,主要参数有工作波长、 响应度、接收灵敏度、响应时间等。 第6章光纤通信系统及设计 6.1.2系统设计的一般步骤 1.网络拓扑、线路路由选择 般可以根据网络/系统在通信网中的位置、功能和作用,根据承载 业务的生存性要求等选择合适的网络拓扑。一般位于骨干网中的、网络 生存性要求较高的网络适合采用网络拓扑;位于城域网的、网络生存性 要求较高的网络适合采用环形拓扑;位于接入网的、网络生存性要求不 高而要求成本尽可能低廉的网络适合采用星形拓扑或树形拓扑。 节点之间的光缆线路路由选择要服从通信网络发展的整体规划,要 兼顾当前和未来的需求,而且要便于施工和维护。 选定路由的原则:线路尽量短直、地段稳定可靠、与其他线路配合 最佳、维护管理方便。 第6章光纤通信系统及设计 2.确定传输体制、网络/系统容量的确定 准同步数字系列(PDH):主要适用于中、低速率点对点的传输。 同步数字系列(SDH):不仅适合于点对点传输,而且适合于多点之间 的网络传输。 20世纪90年代中期,SDH设备已经成熟并在通信网中大量使用,由于 SDH设备良好的兼容性和组网的灵活性,新建设的骨干网和城域网 般都应选择能够承载多业务的下一代SDH设备。 网络/系统容量一般按网络/系统运行后的几年里所需能量来确定, 而且网络/系统应方便扩容以满足未来容量需求。目前城域网中系统 的单波长速率通常为25Gbit/s、骨干网单波长速率通常为10bit/s, 而且根据容量的需求采用几波到几十波的波分复用。 第6章光纤通信系统及设计 3.工作波长的确定 工作波长可根据通信距离和通信容量进行选择。 如果是短距离小容量的系统,则可以选择短波长范围, 即800~900nm 如果是长距离大容量的系统,则选用长波长的传输窗 口,即1310nm和1550nm,因为这两个波长区具有较低的损 耗和色散。 另外,还要注意所选用的波长区具有可供选择的相应 器件。 第6章光纤通信系统及设计 4.光纤/光缆的选择 光纤有多模光纤和单模光纤,并有阶跃型和渐变型折射率 分布。 对于短距离传输和短波长系统可以用多模光纤。 对于长距离传输和长波长系统一般使用单模光纤。 目前可选择的单模光纤有G.652,G.653,G.654,G.655等。 G.652光纤/光缆对于1310nm波段是最佳选择,是目前最常 用的单模光纤。主要应用于城域网和接入网,不需采用大复用 路数密集波分复用的骨干网也常采用G.652光纤/光缆。 第6章光纤通信系统及设计 G.653光纤/光缆是1550nm长性能最佳的单模光纤/光 缆;G.653光纤将零色散波长由1310m移到最低衰减的 1550mm波长区。主要应用于在1550nm波长区开通长距离 10Gbit/s以上速率的系统。但由于工作波长零色散区的非线 性影响,不支持波分复用系统,故G653光纤仅用于单信道 高速率系统。目前新建或改建的大容量光纤传输系统均为波 分复用系统,G.653光纤基本不采用。 G.654光纤/光缆是1550nm波长衰减最小的单模光纤, 般多用于长距离海底光缆系统,陆地传输一般不采用。 G.655光纤是非零色散位移单模光纤,适合应用于采用 密集波分复用的大容量的骨干网中。 第6章光纤通信系统及设计 光纤/光缆是传输网络的基础,光缆网的设计规划必须 要考虑在未来15-20年的寿命期内仍能满足传输容量和速率 的发展需要。 另外,光纤的选择也与光源有关,LED与单模光纤的耦 合率很低,所以LED一般用多模光纤,但1310nm的边发光二 极管与单模光纤的耦合取得了进展。 另外,对于传输距离为数百米的系统,可以用塑料光纤 配以LED。 第6章光纤通信系统及设计 5.光源的选择 选择LED还是LD,需要考虑一些系统参数,比如色散、 码速率、传输距离和成本等。LED